米乐m6下载:南网超高压输电公司潘国洪：集装箱式大容量直流融冰设备的规划及过热剖析

　　关于大容量直流融冰体系，其整流阀及操控保护柜遍及固定设备于阀厅修建内。为了节约占地面积、缩短建造周期，我国南方电网超高压输电公司的潘国洪，在2022年第11期《电气技能》上撰文，对大容量整流器及其操控保护柜、阀冷在集装箱内的安置进行研究，提出集装箱式融冰设备阀组规划、温控及防水、防火及阻燃、抗震、运维便利性等方面的详细规划计划。 作者指出，整流变和集装箱在零功率实验时呈现过热问题，谐波是导致整流变过热的根本原因，涡流是导致集装箱部分过热的根本原因。针对整流变过热提出加厚磁屏蔽、从头绕制网侧绕组并添加独自调压绕组的改善办法，针对集装箱部分过热提出替换无磁不锈钢资料、阻断闭合磁路的改善办法。结果表明，该集装箱式大容量直流融冰设备的规划彻底可行，这为已建成换流站的优化晋级奠定了理论基础。

　　输电线路覆冰会带来一系列问题，如杆塔坍毁、导线开裂、光纤复合架空地线（optical fiber composite ground wire, OPGW）开裂及通讯中止、导地线安全间隔缩小等，不只直接影响电网的安全安稳运转，还直接影响国民生产和日子，因而需求除冰。

　　关于大容量直流融冰体系，其整流器及操控保护柜遍及设备在阀厅修建内。某换流站地处滇西北地区，为有用应对冬天低温、冰冻等极点气候对沟通线路的影响，需在该换流站内新加装1套沟通导地线kV）；该换流站前期已建有1套直流地线kV），但其整流器及操控保护柜设备在阀厅修建内。

　　为了节约占地面积、加速建造进展，本文对集装箱式大容量直流融冰设备进行研究，一起对站内已有融冰设备的集装箱式改造进行研究，这对已建成换流站或变电站后期加装大容量直流融冰设备至关重要。

　　新增1套75MW沟通导地线MW直流地线融冰设备，都为世界上容量最大的集装箱式融冰设备，技能特色明显。为了确保电气设备在集装箱内的运转可靠性及集装箱大件运送的便利性，单个集装箱的尺度被操控在12000mm× 3500mm×3 200mm（长×宽×高），一次、辅佐及二次设备别离安置在不同的集装箱内。

　　一次设备集装箱内安置阀组、电抗器、CT、PT、避雷器等设备；二次设备集装箱内左边安置操控保护屏柜、右侧安置水冷体系，中心用隔层离隔。沟通导地线融冰设备主设备安置示意图如图1所示，直流地线融冰设备主设备的安置相似。

　　装箱内的二次线缆安置在集装箱顶部，但不选用顶部悬吊的方法，而是将槽盒集成在集装箱内壁上，顺着箱体内壁顶端盘绕，组成一个封闭的槽盒，在集装箱电缆出口转向下部，经过电缆沟进入另一个集装箱。

　　此规划的长处是：①线槽与集装箱壁集成为一体，不占用其他空间，并添加了与设备间的电气间隔；②线槽沿集装箱上部边际敷设，防止了因漏水发生的线缆湿润问题；③外部经过电缆沟走线，可防止雨淋浸泡等。

　　难点：阀组件级数越多，阀组全体安稳性就越差，特别是在地震晃动状况下易发生坍毁。别的，每添加一级晶闸管，需一起添加一个散热器，导致整个阀组的高度添加、集装箱全体运送难度增大。

　　新增的75MW沟通导地线融冰阀组选用立式阀塔安置，共6组阀塔，每组阀塔上下安置2个换流阀。阀组选用5200A/5200V晶闸管，单阀18只晶闸管，单阀外形尺度为840mm×754mm×2380mm（长×宽×高）。

　　改造的原63MW直流地线融冰阀组撤除后回来原设备厂家从头拼装，选用卧式安置，共4组阀塔，每组阀塔3层，每层安置1个阀组件（包括13片1900A/6 500V晶闸管及隶属设备）、1台阳极电抗器。

　　为阻隔箱体外部热量、便于箱内的温度操控，箱壁从外向内分为三层：金属板、保温层和铝塑板。保温层资料为岩棉，能防火。每个集装箱都装备工业空调，用于温度操控并使室内坚持微正压；别的配有除湿机，防止凝露对设备形成影响。

　　箱体自身选用全密闭规划。顶部选用斜顶式结构规划，雨水会经过倾斜面汇入两边的排水沟，再经过排水沟排到集装箱外，防止平顶引起的积水问题。在门四周加装密封条，并在门上方设置防雨沿，保护密封胶条顶部不受雨水的直接冲刷。

　　集装箱顶部装有温度、湿度传感器及烟雾报警器，可实时监控箱内状况。箱内装备手动报警按钮及灭火器。箱体除水管、线缆、套管外无其他外部接口，接口方位处都运用防火泥封堵。

　　集装箱设置有独立的排烟体系，由设备在集装箱上部的排烟风机进行排烟。排烟风机进风口处设备有排烟防火阀，该排烟防火阀平常呈封闭状况，在承认火被熄灭且不能复燃时，手动翻开排烟防火阀和排烟风机进行排烟。在排烟过程中，烟温若超越280℃，排烟防火阀将熔断封闭，并输出信号联锁封闭排烟风机。

　　经仿真，集装箱在轰动过程中，箱体中部易发生变形，导致内部设备受损；强化箱体中部结构，选用轻质高强度型材（如Q235方管）等作为箱体结构结构资料；箱体墙面选用瓦楞板。

　　集装箱内阀组、互感器等设备选用支撑式设备，高度较高。在阀组顶部设置吊耳，该吊耳用于吊装阀组，可接受阀组悉数分量且不会呈现偏疼。二次屏柜顶部经过L形支撑与集装箱壁固定，集装箱发生轰动或发生水平方向加速度时，该固定点可有用防止柜体侧翻。

　　为确保谐波电压畸变率满意GB/T 14549要求、一起不影响换流站内原有500kV沟通滤波器的运转，融冰体系需装备沟通滤波器。考虑到冬天沟通体系具有较强的供给容性无功的才能，融冰时可对其加以运用，因而装备1组45Mvar沟通滤波器。

　　沟通滤波器及融冰设备接入同一35kV母线，该母线上带有其他站内负荷。为不影响站内其他设备的供电，若融冰过程中沟通滤波器呈现毛病，则需停运融冰设备；若因覆冰严峻急需融冰，则须将该母线上的负载倒换后方可继续融冰。

　　为了便利运转保护，一次设备集装箱内，阀组与电抗器之间设有733mm宽的检修通道，阀组晶闸管、电容、电阻均可在检修通道替换；电抗器与CT相对的集装箱壁设有可开门，用叉车可将设备移出。

　　二次屏柜集装箱内，屏柜规划为旋转式，面对面安置的两行屏柜之间设有2m的检修通道。水冷本体间隔两边箱壁均大于500mm，泵、去离子罐的保护空间足够。水冷本体可从右侧大门全体移出。

　　箱体选用专用耐腐蚀热连轧钢板焊接而成，箱体外表选用底漆+中心漆+面漆的喷涂工艺，底漆选用防腐蚀性较好的环氧富锌，中心漆选用环氧云铁，再用抗紫外线、耐久性强的高耐候性聚酯面漆处理外表。

　　沟通导地线融冰体系在零功率实验升流过程中呈现集装箱部分发热，电流升至4000A，运转45min后，集装箱穿墙套管设备方位四周温度超越120℃。现场红外实测设备发热状况如图2所示。

　　发热首要会集在集装箱侧壁固定穿墙套管的结构区域，该结构为非无磁不锈钢板原料，在穿墙套管经过大电流时，四周的固定结构发生涡流而发热。此外，因为部分电流经过接地线引流，导致接地线发热损坏绝缘表皮。

　　穿墙套管固定方位：将三相固定结构替换为无磁不锈钢原料，一起将固定结构规划为长方形并横向开缝，开缝后垫绝缘垫板（环氧原料），整改示意图如图3所示。

　　集装箱外墙面：将A、B、C三相套管间的外侧箱壁横向切缝，中心填充不锈钢组件。组件由两个L形不锈钢原料角钢和一块环氧板组成，三者经过不锈钢螺栓衔接，两块L形不锈钢角钢之间有10mm的空隙。为防止L形不锈钢角钢焊接过程中温度过高、烫坏环氧板，先将L形不锈钢角钢与外壁进行满焊，再设备环氧板，集装箱外壁整改示意图如图4所示。

　　强度：集装箱强度由内部骨架决议，整改办法不会损坏集装箱内部骨架，故集装箱全体强度不会发生较大改变。集装箱外壁在生产过程中经过满焊方法拼接，该计划中L形不锈钢角钢与集装箱外壁相同经过满焊拼接，焊接强度与外壁相同。一起，在集装箱切槽前运用不锈钢角钢加固切槽区域，防止外壁拱起或洼陷。经过参数比照和核算，选用20mm环氧板的整体强度大于原2mm的Q235外壁。

　　接地：沿集装箱内壁下侧敷设一圈接地镀锌扁钢，镀锌扁钢经过支柱绝缘子与集装箱内壁绝缘并牵引至集装箱外的主地网预留接地址。

　　整改后，融冰设备展开了满负载5000A的大电流实验，设备运转正常，该区域的最高温度为88℃。

　　直流地线融冰体系展开零功率实验，1800A继续运转1h后，整流变油面温度到达63.74℃，绕组温度到达80.6℃，外壳部分热门温度到达90.5℃，其时的环境温度为2.2℃，温升反常偏高。

　　整流变的调压方法选用高压绕组中部调压结构，此结构的缺陷是在整流变运转时不作业的绕组部分发生较大横向漏磁，形成较大的横向涡流损耗，在谐波对涡流损耗和横向漏磁的扩大作用下形成箱壁过热、温升过高。

　　针对现场工况，对该整流变进行以下改造：加厚磁屏蔽，磁屏蔽厚度由15mm添加为20mm；添加器身首结尾导油孔；更改网侧绕组结构，从头绕制网侧绕组，添加独自调压绕组，替换无励磁分接开关。

　　整改后，直流地线A的大电流实验，设备运转正常，该整流变最高温度为绕组温度74℃。

　　本文提出了一种大容量集装箱式直流融冰设备的规划计划，介绍了大容量阀组等设备在集装箱内的集成安置，以及便于大件运送的集装箱尺度操控，体系地给出了集装箱融冰设备防火、温控及防水、抗震等方面的解决计划，提出了保证集装箱经久耐用及便于集装箱内电气设备运维的办法。零功率实验及实践融冰作用都验证了该规划的可行性。

　　大容量融冰整流变的规划制作要考虑实践运转工况下的谐波影响，防止因谐波损耗叠加而过热；集装箱式融冰设备的规划制作要考虑实践运转工况下穿墙套管发生的涡流及其闭合磁路，防止因涡流损耗而过热。

　　本文编自2022年第11期《电气技能》，论文标题为“集装箱式大容量直流融冰设备的规划及过热剖析”，作者为潘国洪。

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